水源水库水质污染原位控制水源水库水质污染原位控制

水源水库水质污染原位控制水源水库水质污染原位控制

欧阳君

广州市二次供水技术咨询服务中心510010

摘要：如今，由于经济建设，不断推进了城市化进程，在发展的过程中，很多水库受到了污染，除了人为的污染，也有来自自然的污染，本文接好了水库水质污染的特征，水库水质恶化的原因，提出了水源水库水质污染原位控制，改善是饮用水的水质，并分析了扬水曝气技术的效益。

关键词：水源；水库；水质污染；原位控制；饮用水

我国逐渐限制了地下水的开采，所以，城市供水的水源主要来自于水库。然而，几乎所有的水库在水质上，都有一定的污染、富营养化等问题，很难再具有以往的供水水源的功能。在我国的很多城市中，水库都相继出现了水污染、藻类爆发的问题，例如：长春的新立城水库、陕西铜川柳湾水库、珠海凤凰山水库，以及浙江苍南水库等，不仅水质恶化，还发生了蓝藻爆发，氨氮、磷、铁等超标。水质的污染，以及富营养化对水厂处理增加了难度，提高了制水的成本，从而威胁了城市的安全用水。

一、水库水质污染的主要特征

（1）大部分的水库，其水质逐渐的朝着恶化方向发展。其影响因素主要有水库的地点、流域的条件、过程，以及水库的运行调度等，由于水质变化的速度不同，恶化的程度也不同。

（2）水库的富营养化使表层水体的藻类疯狂生长，加重了有机污染、臭味的污染。通过光合作用，将水中的无机物转化为有机污染。

（3）在水库的底层水体，引发氨氮、铁、锰等高负荷的污染。该过程是在厌氧的条件下完成的，将沉积物中的有机态、化合态污染物转化成无机态、离子态的污染物。

（4）在汛期，暴雨会流入库，进而造成水库的周期性、阶段性的水质恶化。作为供水水源的水库，也就具有蓄洪、调洪的作用，因为无法避免水库流域的污染，当暴雨径流水库时，一定会携带很多污染物，最终导致了水质的恶化。

二、水库水质恶化的原因

（1）水库的修建，使河流的自然状态得到了改变，特别是改变了水动力的条件，让河流的输水功能逐渐变成了蓄水、调节的功能，这就使同一流域的河流、水库的水质有了明显的差异。

（2）在水库流域，由于暴雨的冲刷，污染物会随着降水进入到水库中，成为外来的污染物。这些污染物包括富含Fe、Mn等金属，以及富含N、P等的无机非金属。这些污染物会沉积到水库的底部，是重要的污染源。

（3）大部分水库水深较大，水体具有明显的分层，阻碍了氧，通过水体、沉积物的双重作用，在水库的底层，形成了厌氧状态，不仅还原了沉积物中无机物，也分解了一些有机物，释放了大量的污染物，不仅降低了PH值，提升了色度、臭味，还促进了内源的污染。

（4）水库的水动力条件的变化，降低了水流的紊动，水体的更新，延长了其滞留的时间，由于富营养，就爆发了大量的藻类。在光合作用中，生成的藻类主要依靠水中的Ｃ、Ｎ、Ｐ的支持，为藻类的繁殖提供了营养，这是主要的有机污染来源，此过程会恶性循环。

（5）水库底层污染沉积物的蓄积、表层藻类的繁殖，这是一个持续的过程，在大部分的水库中，这个过程会积累大量的污染物。如果能彻底消除水库的径流污染，改变水动力的条件，才能避免水库的水质受到污染。

三、水源水库水质污染的源头控制是饮用水水质安全保障的有效途径

水库的内源污染、藻类繁殖都会释放大量的游记污染物、无极污染物，如：氨氮、Fe、C、Ｍｎ、S等，进而引起色度升高，异常的味道，还会降低ｐＨ值。目前，很多的水厂通过常规的处理工艺来处理水体，这样很难有效的去除污染物，无法保证安全的饮用水的安全性。对于具有深度处理工艺、应急处理工艺的水厂来说，也很难彻底的去除污染物。水厂为了解决水中的污染物，不管是应急处理，又或者是深度处理，制水的成本都会增加，例如：去除水中的S、铁、臭味等，处理成本会增加0.2～0.4元/m³。对于部分污染物，在水处理的过程中，仅仅是改变了形态，未能完全清除，其毒性依然在提升，比如：经过消毒的有机物污染物，会转化成相应的副产物，依然是有毒有害的，反而增强了水质风险。由此可见，为了真正的实现水厂的稳定运行，保证安全的饮用水，必须在源头降低污染的负荷，使内源污染得到有效的抑制、消除，最终，降低水厂的生产成本。图1进行了简要地说明。

四、扬水曝气技术水质改善原理与功效

（1）使水体实现垂向的循环，把下层水体与表层水体进行置换，让藻类处于下层的无光区，这样就不能进行光合作用，藻类就会死亡。

（2）把下层的低温水提升至表层，并使表层水的温度下降，以此来抑制藻类的生长。

（3）对下层的水体进行充氧，由于水体的循环，表层高溶解氧的水体就会被输送至下层，增加了下层水体的含氧量，抑制了氨氮、磷、铁、锰等的释放，进而控制了内源污染。

（4）对于水中的微生物，要增强其代谢的活性，以及水体的自净能力；有效去掉水中的异味、硫化物等，将这些挥发性的污染物都进行处理。对于水中铁、锰等，要通过氧化还原反应，去除这些污染物。

（5）提高下层水体的溶解氧，对水生的生态环境进行改善，全面的保证水体环境，综合改善水体的质量。

五、扬水曝气技术的水质改善效果与效益

（一）扬水曝气技术改善水库水质的环境效益

（1）混合效果：对于分层型的水库，其水深为15～85米，扬水曝气系统的运行为20-35天，通过破坏分层的方式，使水库的水层得到完全的混合，扬水曝气器装置如2。

（2）充氧效果：对于扬水曝气系统，其运行时间为20天到30天，在底层，通过持续的循环充氧，可以将底部DO从0mg/L，提高到5mg/L之上，其充氧的效果比较明显。

（3）藻类抑制及削减效果：在系统的运行过程中，水库的上下水层能够进行不断的循环混合，处于表层的藻类会转移到下层的无光区，由于藻类不能进行光合作用，就会衰亡，这就有效的降低了藻类的生长速度，藻类的削减大约在85%之上。

（4）去除挥发性的污染物及控制效果：通过扬水曝气系统的运行，不仅控制了挥发性的有机物ＶＯＣｓ，且明显削弱了挥发性的硫化物，在控制的区域，削减了98％的挥发性的有机物。水中的硫化物从1.413mg/L，下降到0.02mg/L，大约削减了98.6%。

（5）在底泥中，抑制铁、锰、磷等内源污染物的释放：系统运行为25天，在水库的中下层，其水体的氨氮量由2.72mg/L，下降到0.24mg/L，大约削减91%，并且，总磷由0.381mg/L，下降为0.086mg/L，大约削减了77.5％。铁可以削减80%。中下层的水体锰，其含量由1.945mg/L，下降到0.010mg/L，大约减少了99%。

（6）水中总氮和有机物的削减：通过系统的运行，中层、下层的水体温度、溶解氧、自净能力都有所提升，对于好氧反硝化细菌，增强了其代谢的活性。通过25天的运行，水中的总氮减少20%-60%，削减的有机物约20%。

（二）扬水曝气技术的经济效益

目前，很多的水处理厂，都以去除水中悬浮物为主，对于水库的水质周期性的高负荷污染并不能进行有效的控制。为了饮用水的水质有所保障，水厂就会附加化学添加剂等进行预处理，一般会应用粉末活性炭进行吸附、沸石吸附等，以此来应急，也应用于深度的处理工艺中，从而去除水中臭味，以及相应的污染物。但是，这样就增加了额外的成本，通常情况下，其增长为0.2～0.4元/m³，对于扬水曝气水质原位的改善系统，其运行的成本为0.01-0.03元/m³，比起水厂的处理成本，大约削减了90%。此外，在很大程度上，降低了水厂消毒处理中的副产物，从而有效避免了二次污染的风险。

结语

水库是城市的主要供水水源，对人们的生活有着重要的作用。近些年，我国不断的发生了富营养化、水质恶化的现象，严重污染了水源。因此，针对水库水质的污染，要积极的探索其控制技术，这也是城市供水领域的热点课题，要进行有效的落实。

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